เทคโนโลยีนิวเคลียร์เป็นการนำวิทยาการเกี่ยวกับสมบัติเฉพาะของนิวเคลียสที่ไม่เสถียรซึ่งสามารถปลดปล่อยพลังงานในรูปอนุภาคและคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า รวมทั้ง ผลจากการเกิดปฏิกิริยาของนิวเคลียส (nuclear reaction) มาใช้เพื่ออำนวยประโยชน์ในทางสันติที่ได้รับการยอมรับในระดับสากล อาทิ การสร้างความมั่นคงทางอาหาร ความมั่นคงทางพลังงาน คุณภาพชีวิตด้านสุขภาพและความปลอดภัย อย่างไรก็ตาม เมื่อกล่าวถึงเทคโนโลยีนิวเคลียร์ สาธารณชนส่วนใหญ่มักคำนึงถึงภาพทางลบที่เกิดจากความทรงจำของการใช้ระเบิดนิวเคลียร์ในสงครามโลกครั้งที่ 2 ดังนั้น เพื่อเป็นการสร้างความเข้าใจที่ถูกต้องและสนับสนุนส่งเสริมการใช้ประโยชน์จากรังสีและเทคโนโลยีนิวเคลียร์ในทางสันติ ศูนย์บริการฉายรังสีแกมมาและวิจัยนิวเคลียร์เทคโนโลยี มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ จึงได้มุ่งความสำคัญของการพัฒนา ส่งเสริมและสนับสนุนการวิจัยด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีนิวเคลียร์ การถ่ายทอดความรู้และเทคโนโลยีด้านการใช้ประโยชน์จากรังสีและเทคโนโลยีนิวเคลียร์เพื่อพัฒนาทรัพยากรมนุษย์ การให้บริการวิชาการและการให้บริการฉายรังสีแกมมาเพื่อสนับสนุนการวิจัยและการต่อยอดเทคโนโลยี สำหรับ การศึกษาวิจัยที่จะกล่าวถึงนี้เป็นการนำเทคโนโลยีนิวเคลียร์มาใช้เพื่อประโยชน์ทางด้านการเกษตรและทางด้านสิ่งแวดล้อม

                     ในส่วนของการนำเทคโนโลยีนิวเคลียร์มาใช้ประโยชน์ทางด้านการเกษตร เป็นการนำมาใช้เพื่อการเพิ่มผลผลิต และปรับปรุงคุณภาพของผลผลิตทางการเกษตรให้สูงขึ้นโดยงานวิจัยนี้เป็นการนำเทคโนโลยีนิวเคลียร์มาใช้ประโยชน์ในการปรับปรุงพันธุ์พืชให้มีลักษณะตามต้องการ โดยในที่นี้เป็นการปรับปรุงพันธุ์พุทธรักษา ซึ่งเป็นงานวิจัยต่อเนื่องของคณะผู้วิจัย โดยการปรับปรุงพันธุ์พุทธรักษา เริ่มจากการนำเมล็ด หน่อ เหง้า และต้นพุทธรักษาไปฉายรังสีแกมมาแบบเฉียบพลัน หรือฉายรังสีแบบโครนิก ในปริมาณ 15 -95 เกรย์ ตามความเหมาะสมกับตัวอย่างแต่ละชนิด ปลูกและคัดเลือกลักษณะกลายที่แปลกใหม่และสวยงามจนได้พันธุ์กลายที่คงตัว พุทธรักษาพันธุ์กลายที่คัดได้มีการเปลี่ยนแปลงสีดอก สีใบ รูปทรงดอก รูปร่างใบ และลักษณะทรงต้น โดยได้ขึ้นทะเบียนพันธุ์ไว้กับมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์แล้ว จำนวน 37 พันธุ์และในปีนี้ได้ทำการเสนอขอขึ้นทะเบียนพันธุ์ใหม่อีกจำนวน 11 พันธุ์ โดยเป็นพันธุ์ที่ได้จากการฉายรังสีแบบโครนิก(chronic  irradiation)  ที่นำเหง้า (rhizome) และหน่อของพุทธรักษา  มาฉายรังสีแกมมา ในอาคารฉายรังสีแกมมา  ณ  ศูนย์บริการฉายรังสีแกมมาและวิจัยนิวเคลียร์เทคโนโลยี นำไปปลูกในกระถาง  เมื่อพุทธรักษามีการสร้างหน่อใหม่ และออกดอก  จึงสังเกตลักษณะที่เปลี่ยนแปลงไปจากเดิม  ได้แก่  สีดอก รูปทรงดอก สีใบ รูปทรงของใบ เป็นต้น ลักษณะที่ปรากฏในช่วงการออกหน่อรุ่นแรก ๆ มักเป็นไคเมอรา (chimera) คือเป็นลักษณะกลายปนอยู่กับลักษณะเดิม  จึงต้องพยายามแยกหน่อที่มีลักษณะไคเมอราออกมาปลูกใหม่  และทำเช่นนี้จนกระทั่งได้ต้นพุทธรักษาที่มีลักษณะกลายทั้งต้นที่คงตัว (solid  mutant)   จึงทำการ ขยายพันธุ์เป็นพันธุ์ใหม่ต่อไป

                     ในด้านสิ่งแวดล้อม ปัญหาสิ่งแวดล้อมเนื่องจากการใช้พลาสติกที่เป็นผลพลอยได้จากอุตสาหกรรมปิโตรเคมีซึ่งเป็นวัสดุที่ย่อยสลายยากที่เป็นปัญหาสำคัญของโลกในปัจจุบัน จึงมีความพยายามแก้ปัญหาโดยการแสวงหาและพัฒนาวัสดุที่มีความเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม เช่น โพลีไฮดรอกซีบิวทิเรต (Polyhydroxybutyrate) หรือ PHB ซึ่งเป็นโพลีเอสเทอร์ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพที่มีคุณสมบัติใกล้เคียงกับพลาสติกสังเคราะห์จากปิโตรเคมี เช่น โพลีโพรไพลีน จึงสามารถนำมาผลิตเป็นผลิตภัณฑ์ได้หลายประเภท เช่น กลุ่มบรรจุภัณฑ์ เครื่องใช้ในครัวเรือน เครื่องใช้ไฟฟ้าและเครื่องมือแพทย์ได้  PHB เป็นผลผลิตจากกระบวนการสังเคราะห์ทางชีวภาพของแบคทีเรียหลายชนิด อาทิ Ralstonia, Alcaligenes, Bacillus, Aeromonas และPseudomonas โดยแบคทีเรียที่ได้รับความสนใจในการนำมาใช้ในการผลิต PHB คือ Alcaligenes sp. เนื่องจากสามารถผลิต PHB ได้ในปริมาณสูงมากกว่าร้อยละ 80 ของน้ำหนักเซลล์แห้ง อย่างไรก็ตาม เนื่องจากแบคทีเรียที่ใช้ในการศึกษายังสามารถผลิต PHB ได้ปริมาณน้อย จึงได้มีการนำเทคนิคการชักนำให้แบคทีเรียเกิดการกลายพันธุ์ ด้วยรังสีแกมมาจากธาตุซีเซียม-137 (Cesium-137) ร่วมกับการใช้สารเคมี คือ 2-aminoanthracene (2AA) โดยมุ่งหวังว่าจะทำให้จุลินทรีย์สามารถผลิต PHB ได้มีคุณภาพดีและมีปริมาณเพิ่มสูงขึ้น นอกจากนี้ ยังได้พยายามลดต้นทุนวัตถุดิบสำหรับการผลิต PHB ด้วยการนำกากมันสำปะหลังไฮโดรไลเสท (Cassava pulp hydrolysate) มาใช้เป็นแหล่งคาร์บอนทดแทนในอาหารเลี้ยงเชื้อ

ผลการศึกษา พบว่า แบคทีเรีย Alcaligenes lactus TISTR 1403 ที่ผ่านการฉายรังสีแกมมาในปริมาณ 0.8 kGy ร่วมกับการได้รับ 2AA (ซึ่งต่อไปจะเรียกว่า A. lactus TISTR 1403 /γ- 2AA) มาเลี้ยงในอาหารดัดแปลงสำหรับผลิต PHB ที่มีกลูโคสเป็นแหล่งคาร์บอน พบว่าเชื้อ A. lactus TISTR 1403 /γ- 2AA สามารถผลิต PHB ได้คิดเป็นร้อยละ 59.2 ของน้ำหนักมวลเซลล์แห้ง และเมื่อเปรียบเทียบการใช้แหล่งคาร์บอนชนิดต่างๆ คือ ฟรุคโตส ซูโครส (AR grade) ซูโครสทางการค้า (น้ำตาลทรายขาวมิตรผล น้ำตาลทรายแดงมิตรผล น้ำตาลแร่ธรรมชาติมิตรผล) มอลโทเด็กซ์ทรินทางการค้า แป้งมันสำปะหลัง และกากมันสำปะหลังไฮโดรไลเสท พบว่า เมื่อใช้น้ำตาลแร่ธรรมชาติ (ซูโครสทางการค้า) เชื้อ A. lactus TISTR 1403 /γ- 2AA ผลิต PHB ได้เท่ากับ 2.77 กรัมต่อลิตรสูงกว่าชุดควบคุมที่ผลิตได้ 0.8 กรัมต่อลิตร(Figure 1) สำหรับ การเลี้ยงเชื้อในอาหารที่ใช้กากมันสำปะหลังไฮโดรไลเสทสามารถผลิต PHB ได้ใกล้เคียงกับกลูโคส และเมื่อปรับความเข้มข้นเริ่มต้นของกากมันสำปะหลังไฮโดรไลเสทในช่วงร้อยละ 30 ถึง ร้อยละ 70 (ปริมาตรต่อปริมาตร) พบว่า การเลี้ยงเชื้อในอาหารที่ใช้กากมันสำปะหลังไฮโดรไลเสทร้อยละ 50 สามารถผลิต PHB ได้สูงสุด คือ 1.08 กรัมต่อลิตร (Figure 2) และเมื่อเปรียบเทียบการใช้แหล่งไนโตรเจนชนิดต่างๆ คือ แอมโมเนียมซัลเฟต แอมโมเนียมคลอไรด์ แอมโมเนียมไนเตรท แอมโมเนียมอะซิเตท และยูเรีย ร่วมกับการใช้กากมันสำปะหลังไฮโดรไลเสทร้อยละ 50 พบว่า เมื่อใช้แอมโมเนียมไนเตรทเป็นแหล่งไนโตรเจน เชื้อ A. lactus TISTR 1403 /γ- 2AA สามารถเจริญพร้อมทั้งผลิตมวลเซลล์ และ PHB ได้ปริมาณเท่ากับ 5.25 และ 2.08 กรัมต่อลิตร ตามลำดับ (Figure 3) แสดงให้เห็นว่ากากมันสำปะหลังไฮโดรไลเสท สามารถนำมาใช้เป็นแหล่งคาร์บอนเพื่อผลิต PHB ได้ ซึ่งเป็นแนวทางในการลดต้นทุนการผลิตลงและยังเป็นการเพิ่มมูลค่าให้กับกากมันสำปะหลังอีกด้วย

ภาพที่ 4   พุทธรักษาพันธุ์กลาย “มัทนา”และพันธุ์กลาย“วุฒิชัย” เปรียบเทียบกับพันธุ์เดิม "GISC 24"